[发明专利]量子碳素及其制备方法和实施设备

权利要求书

1.一种量子碳素，其特征在于：包括粒径为0.6-100nm的碳素粒子，所述碳素粒子为单碳和/或石墨烯粒子，在所述碳素粒子的表层具有含有碳、氢、氧、氮的化合物，所述含有碳、氢、氧、氮的化合物包括稠环芳烃、含有碳氧单键的化合物、含有碳氧双键的化合物、含有碳氢键的化合物。

2.按照权利要求1所述的量子碳素，其特征在于：所述量子碳素由如下质量百分比的碳素粒子构成：0.6≤粒径≤0.9nm的碳素粒子50％～95％、0.9＜粒径＜50.0nm的碳素粒子10％～50％、50≤粒径≤100nm的碳素粒子0％～20％；所述含有碳、氢、氧、氮的化合物为稠环芳烃、含有碳氧单键的化合物、含有碳氧双键的化合物、含有碳氢键的化合物的一种或几种的混合物，其中各元素比例为：C 45％～55％，H 0.2％～2.0％，N 0.1％～0.3％，O 45％～65％。

3.一种量子碳素液，其特征在于：所述量子碳素液为含有量子碳素的水溶液，浓度为0.1％-0.45％，所述量子碳素液的ORP为280mv-380mv、电导率σ为1-5ms/cm、电动势为280mv～380mv、pH值为1.5-3.2。

4.一种制备权利要求1所述量子碳素的实施设备，包括制备系统、分级系统、储备系统和控制系统，其特征在于：制备系统由第一循环泵(1)、微泡发生装置(2)、电化学阳极氧化装置(3)、超声波发射装置(4)、第二循环泵(5)、磁控装置(6)、混合物储存罐(7)、参数调整装置(8)依次首尾连通构成，第一循环泵(1)设有进料口；分级系统包括第一输送泵(9)、第二输送泵(10)、高速离心泵组(11)和真空干燥箱(12)；储备系统包括量子碳素混合液储存罐(13)、石墨烯混合液储存罐(14)、多层石墨碳混合液储存罐(15)、碳氢结构体混合液储存罐(16)和量子碳素粉体储存罐(17)；第一输送泵(9)的进口与混合物储存罐(7)连通，第一输送泵(9)的出口通过连通管路与量子碳素混合液储存罐(13)连通；第二输送泵(10)的进口与混合物储存罐(8)连通，第二输送泵(10)的出口分别与高速离心泵组(11)和真空干燥箱(12)的进口连通；高速离心泵组(11)的出口分别与石墨烯混合液储存罐(14)、多层石墨碳混合液储存罐(15)和碳氢结构体混合液储存罐(16)连通；真空干燥箱(12)的出口与量子碳素粉体储存罐(17)连通。

5.按照权利要求4所述的制备量子碳素的实施设备，其特征在于：所述微泡发生装置(2)包括壳体和设置于壳体内腔中的至少一组微泡发生组件，壳体左侧壁上设有进液口和进气口，壳体右侧壁上设有出料口，相邻微泡生器组件之间设有环形垫圈；微泡发生组件由左盖(21)、右盖(22)和设置于左盖(21)与右盖(22)之间的组件盘(23)组合构成，壳体上设有用于调整左盖(21)和右盖(22)同轴相对转动的装置；左盖(21)、右盖(22)和组件盘(23)均为圆盘状，左盖(21)与右盖(22)的中心均设有贯通孔；左盖(21)和右盖(22)的直径相等且大于组件盘(23)的直径，组件盘(23)通过连接柱(6)与右盖(22)固定连接且处于左盖(21)与右盖(22)组合构成的微泡发生腔中。